S ohromnou oblibou a rostoucím počtem bezstarostných uživatelů těchto přístrojů nápadně kontrastují novinové články s obrazem kostlivce držícího mobilní telefon v místě, kde kdysi bylo ucho, s varováním, že strkat mobil do kapsy kalhot by bylo (pro blízkost důležitých orgánů) fatálním omylem, s upozorněním, že následky telefonování mobilem se mohou projevit až za desítky let nebo dokonce teprve v příštích generacích, a s naléhavými doporučeními, aby rodiče nedovolili používat mobilní telefon dětem, jejichž buňky jsou teprve ve vývinu. Příčiny, proč většinu redaktorů tisku, rozhlasu a televize zajímají především zprávy o ohrožování zdraví nejrůznějšími vnějšími vlivy, jsou ovšem známé, a neviditelné záření, o jehož přítomnosti a intenzitě je možné se dozvědět jen podle údajů přístrojů, je k psaní podobných velmi působivých článků zvláště výhodné. Jde-li o tak široce používané přístroje, jako jsou mobilní telefony, je ohlas čtenářů na článek zaručen. Pracovníky hygienické služby pak občané po přečtení takových článků často žádají o radu, který z prodávaných typů mobilních telefonů sobě nebo svému dítěti mají koupit, aby jejich zdraví poškozoval co nejméně. Odpověď, že by orgány ochrany zdraví nepřipustily prodej výrobků, o nichž se ví, že poškozují zdraví, a že z hlediska zdravotní nezávadnosti je jedno, který typ mobilního telefonu si vyberou, je zpravidla neuspokojuje. Tazatelé často poukazují i na to, že švédští, němečtí, britští nebo švýcarští, italští a někdy i čeští vědci právě definitivně dokázali, že záření vydávané mobilem je škodlivé, a diví se, že hygienická služba tuto skutečnost nevzala na vědomí.
Kdo stanoví hygienické limity pro elektromagnetická pole
Je ovšem pravda, že při ohromném počtu uživatelů mobilních telefonů by se i malé nepříznivé účinky na zdraví mohly citelně projevit na celkovém zdravotním stavu obyvatelstva. I když dodnes nebyl prokázán jediný případ poškození zdraví zářením mobilního telefonu, Světová zdravotnická organizace (WHO, World Health Organization) vydává nemalé prostředky na výzkum působení elektromagnetických polí na člověka a systematicky sleduje vědecké publikace a výzkumné zprávy vztahující se k této problematice. Výsledky publikací na toto téma hodnotí především Mezinárodní komise pro ochranu před neionizujícím zářením (ICNIRP, International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection). Tato komise, složená z nezávislých expertů, publikovala v roce 1998 "Směrnice pro omezení expozice střídavým elektrickým, magnetickým a elektromagnetickým polím" [1]. Dodržení limitů stanovených v této směrnici pokládá Světová zdravotnická organizace za dostatečnou ochranu zdraví. Pro vypracování směrnic vyhodnotili členové komise více než deset tisíc publikací a výzkumných zpráv, přičemž nemálo z nich označili jako metodicky či jinak chybné nebo nedostatečné k tomu, aby se podle jejich výsledků určovaly hygienické standardy. Komise sleduje průběžně nové výsledky výzkumů a v případě, že by se objevily poznatky, které by vyžadovaly limity změnit, je připravena to neprodleně učinit. Česká republika uplatnila směrnici ICNIRP v nařízení vlády č. 480/2000 Sb. z 22. listopadu 2000, o ochraně zdraví před neionizujícím zářením [2]. Nařízení stanoví nejvyšší přípustné hodnoty pro expozici elektrickým a magnetickým polím a elektromagnetickému záření v rozsahu frekvencí od nuly (statická elektrická a magnetická pole) do frekvence 1,7 . 1015Hz (krátkovlnný kraj ultrafialového záření).
Hygienické limity pro mobilní telefony
Současné mobilní telefony používají frekvence z pásma 900 MHz (vlnová délka 33 centimetrů) a z pásma 1800 MHz (vlnová délka 17 centimetrů). Hodnocenou dozimetrickou veličinou, pro niž jsou stanoveny nejvyšší přípustné hodnoty, je u polí s frekvencemi od 10 MHz do 10 GHz měrný výkon absorbovaný v tkáni těla. (Jednotka měrného absorbovaného výkonu je watt na kilogram. I v české technické literatuře se pro tuto veličinu často používá zkratka SAR z anglického Specific Absorption Rate.) Jediný vliv, který byl kdy u záření těchto frekvencí zjištěn a může představovat zdravotní riziko, je totiž ohřívání těla nebo jeho části. Nejvyšší přípustná hodnota pro zaměstnance byla stanovena rovnou jedné desetině měrného absorbovaného výkonu, který člověka při nepřetržité expozici působící na celé tělo rovné šesti minutám nebo delší ohřeje o jeden stupeň Celsia. Pro obyvatelstvo označované v nařízení vlády právnickým termínem "ostatní osoby" – patří k nim i děti a osoby nemocné – byl tento limit stanoven ještě pětkrát nižší.
Vyzařování anténky mobilního telefonu zasáhne jen malou část těla a jako přípustná hodnota se v tom případě uplatní veličina nazývaná lokální měrný absorbovaný výkon. Pro ostatní osoby (obyvatelstvo) je její velikost stanovena na 2 W/kg. (Pro zaměstnance je rovná 10 W/kg; tato hodnota se však u mobilních telefonů nepoužívá).
Hloubka pronikání decimetrových elektromagnetických vln do těla klesá s rostoucí frekvencí a závisí na druhu tkáně – u kostí je větší než u svalové tkáně. Její typická hodnota je pro frekvence používané u mobilních telefonů rovná přibližně jednomu centimetru. Měření absorbovaného vysokofrekvenčního výkonu v tkáni těla není ovšem u živého člověka proveditelné. Pro zjištění, zda určitý typ mobilního telefonu nepřekračuje stanovený lokální měrný absorbovaný výkon, se používá buď numerický výpočet na počítači, nebo měření na modelech (fantomech), jejichž elektrické parametry odpovídají vlastnostem vyšetřované části lidského těla. Oba způsoby jsou náročné, protože vysokofrekvenční vodivost i dielektrická konstanta je jiná pro svalovou tkáň a jiná pro kosti, hlava nemá jednoduchý geometrický tvar a také směrové vlastnosti vyzařování anténky mobilního telefonu se u jednotlivých typů přístrojů liší. Spolehlivá měření provádí jen několik specializovaných laboratoří v Evropě a v USA. U všech mobilních telefonů, které jsou v naší veřejné obchodní síti, je deklarovaná hodnota měrného lokálně absorbovaného výkonu nižší, než stanovená přípustná hodnota. Dodržení hodnoty 2 W/kg pro lokální měrný absorbovaný výkon zaručuje, že i v místech nejbližších anténce mobilního telefonu je ohřátí hlavy a jejího vnitřku – mozku – tak nepatrné, že jeho škodlivý vliv je vyloučen.
Impulsní modulace – telefon nevysílá spojitě
Jiný vliv než ohřátí tkáně těla nebyl u elektromagnetického záření s frekvencí používanou u mobilních telefonů nikdy prokázán a není ani znám teoretický mechanismus, kterým by takové záření na živý organismus působilo jinak než uvolněným teplem. Přesto se otázka možného netepelného působení slabých vysokofrekvenčních polí stále sleduje. U mobilního telefonu byl v této souvislosti posuzován vliv impulsní modulace signálu.
Mobilní telefon vysílá totiž krátké impulsy nesoucí kódovaný záznam hlasu. Impulsy mají délku 0,577 milisekund a opakují se po 4,615 milisekundách, tedy s frekvencí 217 Hz. V době mezi těmito impulsy je vysílač mobilního telefonu vypnutý a ve zbývajících sedmi osminách času mohou být na stejné nosné frekvenci přenášeny z antény základnové stanice hovory dalších sedmi účastníků. Přerušovaný způsob vysílání se ve sluchátku neprojeví, protože v přijímači je kódovaný signál převeden zpět na zvuk a přerušování není slyšitelné (impulsní zvuk s frekvencí 217 Hz by se ve sluchátku projevil vrčením).
Při modulaci rozhlasových a televizních vysílačů se vyzařovaný signál nepřerušuje. K otázce, zda by absorpce přerušované elektromagnetické vlny mohla na živý organismus působit ještě jinak než tepelně, se v městě Erice na Sicílii pořádal v listopadu 1999 týdenní seminář s názvem "Biologické efekty, zdravotní důsledky a standardy pro impulsní radiofrekvenční pole" [3]. Semináře se účastnilo přes dvěstě pracovníků z celého světa.
Hlavní myšlenka o možném netepelném působení spočívala v daném případě v představě, že impulsy vysokofrekvenčního elektromagnetického pole pronikajícího do těla by mohly v tkáni těla vyvolávat elektrické proudy s nízkou frekvencí (217 Hz). Nízkofrekvenční elektrický proud v těle působí především na nervové buňky, a kdyby impulsně modulované vysokofrekvenční záření mobilního telefonu nízkofrekvenční proudy skutečně vyvolávalo, bylo by nutné kromě měrného absorbovaného výkonu ještě hodnotit, zda v těle exponované osoby není překračována nejvyšší přípustná hodnota pro intenzitu indukovaných nízkofrekvenčních elektrických proudů.
Představu o tom, že působení impulsního vysokofrekvenčního pole se od působení nepřerušovaného pole liší, na první pohled podporuje i dlouho známý jev pozorovaný v blízkosti radarové antény: člověk, na kterého dopadne s dostatečnou intenzitou radarový impuls, slyší v uchu lupnutí. Tento jev však vzniká rovněž jen tepelným působením elektromagnetické vlny: absorpce vysokofrekvenční energie od radarového impulsu je soustředěna do velmi krátké doby, a rychlé byť velmi malé stoupnutí teploty tkáně, především mozku, vyvolá v hlavě exponované osoby zvukovou vlnu. Ta podráždí "zevnitř" sluchové receptory. Jev se při běžně dosahovaných intenzitách radarových impulsů pokládá za neškodný, nejvyšší přípustné hodnoty pro expozici osob vysokofrekvenčním impulsům jsou však nyní stanoveny tak, aby k němu nedocházelo. Absorpce impulsně modulovaného záření mobilního telefonu zvukový vjem vyvolat nemůže – jednak proto, že elektromagnetické pole má i v bezprostřední blízkosti anténky velmi nízkou intenzitu, jednak proto, že vysílané impulsy jsou poměrně dlouhé.
Vyhodnocení příspěvků ze semináře a dalších publikací a výzkumných zpráv, které provedla komise ICNIRP, jednoznačně vedlo k závěru, že jiné působení impulsně modulovaných radiofrekvenčních polí na biologické objekty, než tepelné, se neprokázalo. Tento závěr potvrdily i pozdější práce zaměřené na hledání netepelných účinků poměrně silných impulsních radiofrekvenčních polí (například experimentální studie Výzkumné laboratoře amerického letectva v Brooks v Texasu, o které podal zprávu v červnu 2001 na zasedání Mezinárodního poradního sboru WHO pro elektromagnetická pole v Ženevě Dr. M. Murphy).
Vysokofrekvenční výkon vysílače mobilního telefonu
Vysokofrekvenční výkon vyzařovaný anténkou mobilního telefonu je velmi malý. Po dobu trvání impulsu nepřekračuje 2 W ani při plném využití výkonu přístroje. Dalších sedm osmin doby mezi impulsy přístroj nevysílá, takže střední vyzařovaný výkon mobilního telefonu je 0,25 W. V hlavě člověka, který právě telefonuje, se z tohoto výkonu absorbuje méně než jedna polovina, řekněme 0,1 W. Jak malý výkon tato hodnota představuje, vynikne ze srovnání s bateriovou kapesní svítilnou. Její žárovka vyzařuje (kontinuálně a převážně v infračerveném oboru) typicky 1 W.
Požadavek nepřekročit měrný lokálně absorbovaný vysokofrekvenční výkon je ve směrnici ICNIRP (a v citovaném nařízení vlády č. 480/2000 Sb.) formulován tak, že u zaměstnance nesmí být v žádných deseti gramech tkáně absorbováno více než právě oněch 0,1 W (0,1W/0,01kg = 10 W/kg). Hygienickou "normu" pro zaměstnance splní tedy mobilní telefon bez jakýchkoli opatření. U ostatních osob není nejvyšší přípustná hodnota pro měrný absorbovaný výkon překročena, je-li v kterýchkoli deseti gramech tkáně absorbováno nejvýše 0,02 W , tedy pětkrát méně. Těch deset gramů tkáně je nutné vybrat ve tvaru kostky, tedy (přibližně) krychle o hraně dlouhé 2,15 centimetru. Soustředit vyzařování anténky mobilního telefonu tak, aby byla překročena nejvyšší přípustná hodnota lokálního absorbovaného výkonu pro ostatní osoby, je tedy principiálně možné. Při realizovatelné konstrukci anténky mobilního telefonu a používaných vlnových délkách však elektromagnetické pole v blízkosti mobilního telefonu zasáhne poměrně značnou část povrchu hlavy. Není proto obtížné dosáhnout u mobilního telefonu i nepřekročení nejvyšší přípustné hodnoty pro ostatní osoby.
Popsaná úvaha vyšla z nejvyššího výkonu používaného podle technických norem mobilním telefonem pracujícím na frekvencí 900 MHz. Vysílá-li mobilní telefon na frekvenci z pásma 1800 MHz, je podle technické normy jeho maximální vyzařovaný výkon poloviční.
Uvedené nejvyšší přípustné hodnoty pro lokální měrný absorbovaný výkon se uplatní při době expozice rovné šesti minutám nebo delší. Při kratší expozici se přípustná hodnota zvyšuje. Skutečná intenzita vyzařování mobilního telefonu je kromě toho téměř vždy nižší než uvažovaná maximální intenzita. Je-li základnová stanice zprostředkující spojení blízko, mobilní telefon totiž automaticky intenzitu vyzařování sníží (viz například [4, 5].
Prokázaná rizika expozice elektromagnetickému záření
Výsledek popsaného jednoduchého odhadu patrně překvapí. Je ovšem nutné přiznat, že elektromagnetické záření jako takové v obecném smyslu vůbec neškodné není. Pomineme-li záření ionizující (reprezentované radioaktivním zářením gama a rentgenovým zářením), které představuje zdravotní riziko i při velmi slabých intenzitách, může i neionizující záření, tedy i záření s frekvencí používanou mobilními telefony, poškodit zdraví a výjimečně i způsobit smrt. Záleží to na intenzitě záření a na délce expozice – je popsáno nemálo případů především ze starší doby, kdy například došlo k popálení elektromagnetickým polem vysokofrekvenčního generátoru s vysokým výkonem. Bylo to ovšem v situacích, kdy se nyní platné nejvyšší přípustné hodnoty pro expozici člověka překročily i o několik řádů. Poškození zdraví neionizujícím zářením při expozici nepřekračující stanovené nejvyšší přípustné hodnoty nebylo naproti tomu nikdy prokázáno.
Na stránkách Internetu i v novinových článcích si můžeme za citací takového konstatování zpravidla hned v následující větě přečíst, že existence škodlivých účinků například mobilů nebyla ale také nikdy vyvrácena. Důkaz neexistence nějakého jevu je však zpravidla nemožný. Místo (filozofické) úvahy na toto téma se spokojíme s konstatováním, že pravděpodobnost, že expozice člověka vysokofrekvenčnímu elektromagnetickému poli nepřekračující nejvyšší přípustnou hodnotu (stanovenou podle poznatků současné vědy) přece jen poškozuje zdraví, je sice z principiálních důvodů nenulová, avšak nesmírně malá. Nelze se divit, že publikace, v kterých se tvrdí, že takové působení bylo objeveno, jsou posuzovány se značnou skepsí a tvrzení se nezávisle ověřují, zatím vždy s výsledkem, že škodlivé působení se nepotvrdilo. Neočekávané jsou ovšem i výsledky experimentů, které autoři pokládají za důkaz, že záření mobilního telefonu zdraví prospívá nebo aspoň že zvyšuje pozornost a vnímavost.
Závěr
Všimli jsme si jen otázky přímého vlivu záření mobilního telefonu na člověka. Pokud jde o škodlivost jeho používání, které s působením jeho elektromagnetického pole na člověka nesouvisí, je například při řízení auta nesporná a projevuje se i tehdy, je-li mobilní telefon přizpůsoben tak, aby ho řidič nemusel držet v ruce. Nesporné jsou však i jeho výhody – je to nejen záchrana mnoha životů lidí těžce zraněných nebo postižených náhlým onemocněním, ale i možnost okamžité komunikace mezi lidmi bez ohledu na místo a podmínky, ve kterých se právě nacházejí.
- [1] ICNIRP: Guidelines for limiting exposure to time-varying electric, magnetic and electromagnetic fields (up to 300 GHz). Health Physics 74, 494-522, 1998.
- [2] Nařízení vlády z 22. listopadu 2000, č. 480/2000 Sb., o ochraně zdraví před neionizujícím zářením. Sbírka zákonů, Česká republika, ročník 2000, částka 139, str. 7582-7621.
- [3] Proceedings of International Seminar on Biological Effects, Health Consequences and Standards for Pulsed Radiofrequency Fields. Erice, Sicily, Italy. 21. – 25. listopad 1999.
- [4] Informace NRL č. 10/2001: http//web.telecom.cz/hygpraha/ohzpp.htm
- [5] WHO Fact Sheet No. 193: Electromagnetic Fields and Public Health – Mobile Phones and Their Base Stations. http://www.who.int/mediacentre/factsheets/en/
Zpracoval Doc. Ing. L. Pekárek, DrSc.
